2.11 实战异步IO框架:asyncio 下篇


前面两节,我们讲了协程中的单任务和多任务

这节我们将通过一个小实战,来对这些内容进行巩固。


在实战中,将会用到以下知识点: - 多线程的基本使用 - Queue消息队列的使用 - Redis的基本使用 - asyncio的使用

2.11.1 动态添加协程

在实战之前,我们要先了解下在asyncio中如何将协程态添加到事件循环中的。这是前提。

如何实现呢,有两种方法: - 主线程是同步的

import time
import asyncio
from queue import Queue
from threading import Thread

def start_loop(loop):
    # 一个在后台永远运行的事件循环
    asyncio.set_event_loop(loop)
    loop.run_forever()

def do_sleep(x, queue, msg=""):
    time.sleep(x)
    queue.put(msg)

queue = Queue()

new_loop = asyncio.new_event_loop()

# 定义一个线程,并传入一个事件循环对象
t = Thread(target=start_loop, args=(new_loop,))
t.start()

print(time.ctime())

# 动态添加两个协程
# 这种方法,在主线程是同步的
new_loop.call_soon_threadsafe(do_sleep, 6, queue, "第一个")
new_loop.call_soon_threadsafe(do_sleep, 3, queue, "第二个")

while True:
    msg = queue.get()
    print("{} 协程运行完..".format(msg))
    print(time.ctime())

由于是同步的,所以总共耗时6+3=9秒.

输出结果

Thu May 31 22:11:16 2018
第一个 协程运行完..
Thu May 31 22:11:22 2018
第二个 协程运行完..
Thu May 31 22:11:25 2018
  • 主线程是异步的,这是重点,一定要掌握。。

import time
import asyncio
from queue import Queue
from threading import Thread

def start_loop(loop):
    # 一个在后台永远运行的事件循环
    asyncio.set_event_loop(loop)
    loop.run_forever()

async def do_sleep(x, queue, msg=""):
    await asyncio.sleep(x)
    queue.put(msg)

queue = Queue()

new_loop = asyncio.new_event_loop()

# 定义一个线程,并传入一个事件循环对象
t = Thread(target=start_loop, args=(new_loop,))
t.start()

print(time.ctime())

# 动态添加两个协程
# 这种方法,在主线程是异步的
asyncio.run_coroutine_threadsafe(do_sleep(6, queue, "第一个"), new_loop)
asyncio.run_coroutine_threadsafe(do_sleep(3, queue, "第二个"), new_loop)

while True:
    msg = queue.get()
    print("{} 协程运行完..".format(msg))
    print(time.ctime())

输出结果

由于是同步的,所以总共耗时max(6, 3)=6

Thu May 31 22:23:35 2018
第二个 协程运行完..
Thu May 31 22:23:38 2018
第一个 协程运行完..
Thu May 31 22:23:41 2018

2.11.2 利用redis实现动态添加任务

对于并发任务,通常是用生成消费模型,对队列的处理可以使用类似master-worker的方式,master主要用户获取队列的msg,worker用户处理消息。

为了简单起见,并且协程更适合单线程的方式,我们的主线程用来监听队列,子线程用于处理队列。这里使用redis的队列。主线程中有一个是无限循环,用户消费队列。

先安装Redis 到 https://github.com/MicrosoftArchive/redis/releases 下载 image0 解压到你的路径。 image1

然后,在当前路径运行cmd,运行redis的服务端。 image2 服务开启后,我们就可以运行我们的客户端了。 并依次输入key=queue,value=5,3,1的消息。 image3

一切准备就绪之后,我们就可以运行我们的代码了。

import time
import redis
import asyncio
from queue import Queue
from threading import Thread

def start_loop(loop):
    # 一个在后台永远运行的事件循环
    asyncio.set_event_loop(loop)
    loop.run_forever()

async def do_sleep(x, queue):
    await asyncio.sleep(x)
    queue.put("ok")

def get_redis():
    connection_pool = redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1', db=0)
    return redis.Redis(connection_pool=connection_pool)

def consumer():
    while True:
        task = rcon.rpop("queue")
        if not task:
            time.sleep(1)
            continue
        asyncio.run_coroutine_threadsafe(do_sleep(int(task), queue), new_loop)


if __name__ == '__main__':
    print(time.ctime())
    new_loop = asyncio.new_event_loop()

    # 定义一个线程,运行一个事件循环对象,用于实时接收新任务
    loop_thread = Thread(target=start_loop, args=(new_loop,))
    loop_thread.setDaemon(True)
    loop_thread.start()
    # 创建redis连接
    rcon = get_redis()

    queue = Queue()

    # 子线程:用于消费队列消息,并实时往事件对象容器中添加新任务
    consumer_thread = Thread(target=consumer)
    consumer_thread.setDaemon(True)
    consumer_thread.start()

    while True:
        msg = queue.get()
        print("协程运行完..")
        print("当前时间:", time.ctime())

稍微讲下代码

loop_thread:单独的线程,运行着一个事件对象容器,用于实时接收新任务。 consumer_thread:单独的线程,实时接收来自Redis的消息队列,并实时往事件对象容器中添加新任务。

输出结果

Thu May 31 23:42:48 2018
协程运行完..
当前时间: Thu May 31 23:42:49 2018

协程运行完..
当前时间: Thu May 31 23:42:51 2018

协程运行完..
当前时间: Thu May 31 23:42:53 2018

我们在Redis,分别发起了5s,3s,1s的任务。 从结果来看,这三个任务,确实是并发执行的,1s的任务最先结束,三个任务完成总耗时5s

运行后,程序是一直运行在后台的,我们每一次在Redis中输入新值,都会触发新任务的执行。。


好了,经过这个实战内容,你应该对asyncio的实际应用有了一个更深刻的认识了,至此,你已经可以使用asyncio来实现任务的并发。快去体验一下。如果有什么疑问,请在后台加我微信与我联系。。


关注公众号,获取最新干货!